Lehdistötiedote

Odottamattoman paljon jättiläisplaneettoja tähtijoukossa

17. kesäkuuta 2016

Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on havainnut, että Messier 67 -nimisessä tähtijoukossa on paljon odotettua enemmän kuumiksi Jupitereiksi luokiteltuja planeettoja. Tämä odottamaton tulos saatiin käyttäen useita teleskooppeja ja havaintolaitteita. Niiden joukossa oli ESO:n La Sillan observatoriolla Chilessä sijaitseva HARPS-spektrograafi. Tähtijoukon tiheämpi ympäristö saa aikaan enemmän vuorovaikutuksia planeettojen ja lähitähtien välillä, mikä saattaa selittää kuumien Jupiterien ylijäämän.

Garchingissa Saksassa toimivan Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik -tutkimuslaitoksen tutkija Roberto Saglian ja ESO:n Luca Pasquinin johtama chileläis-brasilialais-eurooppalainen tutkimusryhmä käytti useita vuosia kerätäkseen suuren tarkkuuden havaintoja 88 tähdestä joukossa Messier 67 [1]. Tämä avoin tähtijoukko on jokseenkin saman ikäinen kuin Aurinko ja on ajateltu aurinkokunnan kehittyneen vastaavanlaisessa tiheässä ympäristössä [2].

Tutkimusryhmä käytti HARPS:ia muiden havaintolaitteiden ohella [3] etsiäkseen lyhyillä kiertoradoilla olevien, kuumina Jupitereina tunnettuun planeettojen luokkaan kuuluvien jättiläisplaneettojen tunnusmerkkejä toivoessaan näkevänsä tähdissä läheisellä kiertoradalla olevan massiivisen kappaleen aiheuttamaa, paljastavaa "huojuntaa". Tämä kuuman Jupiterin tunnusmerkki on nyt havaittu kaikkiaan kolmella tähtijoukon tähdellä aikaisempien, useita muita planeettoja käsittäneiden todisteiden lisäksi.

Kuuma Jupiter on jättimäinen eksoplaneetta, jonka massa on yli kolmasosa Jupiterin massasta. Ne ovat "kuumia", koska ne kiertävät lähellä emotähteään, mihin viittaa kiertoaika (niiden "vuosi"), joka on alle kymmenen päivän mittainen. Tämä eroaa huomattavasti oman aurinkokuntamme Jupiterista, jonka vuosi kestää noin 12 Maan vuotta ja joka on paljon Maapalloa kylmempi [4].

"Me haluamme käyttää avointa tähtijoukkoa laboratoriona tutkiessamme eksoplaneettojen ominaisuuksia ja teorioita planeettojen muodostuksesta", selittää Roberto Saglia. "Tässä meillä ei ole vain useita mahdollisia planeettoja käsittäviä tähtiä, vaan myös tiheä ympäristö, jossa niiden on täytynyt muodostua."

Tutkimuksessa havaittiin, että kuumat Jupiterit ovat yleisempiä Messier 67:n tähtien ympärillä kuin tähtijoukkojen ulkopuolella olevien tähtien ympärillä. "Tämä on todella huomattava tulos," ihmettelee Anna Brucalassi, joka suoritti analyysin. "Uudet tulokset tarkoittavat, että noin 5%:a Messier 67:n tutkituista tähdistä kiertää kuumia Jupitereja, mikä on paljon enemmän kuin vastaavissa tutkimuksissa joukkoihin kuulumattomista tähdistä, joissa määrä on enemmänkin 1%."

Tähtitieteilijät ajattelevat, että on hyvin epätodennäköistä, että nämä eksoottiset jättiläiset muodostuisivat itse asiassa siellä, mistä niitä löydämme, sillä olosuhteet niin lähellä emotähteä eivät alunperin olisi soveliaat jupiterinkaltaisten planeettojen muodostumiselle. Sen sijaan ajatellaan, että ne muodostuvat ulompana, kuten luultavasti Jupiterkin, ja sitten siirtyvät lähemmäs emotähteään. Aiemmin etäiset, kylmät jättiläistähdet ovat nyt paljon kuumempia. Kysymys kuuluukin: mikä sai ne ajelehtimaan sisemmäs kohti tähteä?

Tähän kysymykseen on useita mahdollisia vastauksia, mutta julkaisun kirjoittajat päättelivät, että kyseessä on luultavimmin lähiohitukset naapuritähtien kanssa tai jopa naapuritähtijärjestelmien planeettojen kanssa ja että tähtijärjestelmän välittömällä ympäristöllä saattaa olla merkittävä vaikutus siihen kuinka se kehittyy.

Messier 67:n kaltaisessa tähtijoukossa, jossa tähdet ovat paljon keskimääräistä tiheämmässä, tällaiset kohtaamiset olisivat paljon yleisempiä, mikä selittäisi sieltä löydettyjen kuumien Jupiterien suuren määrän.

Toinen ryhmän johtajista ja yksi tutkimusjulkaisun kirjoittajista, ESO:n Luca Pasquini pohtii tähtijoukkojen planeettojen tutkimuksen merkittävää lähihistoriaa: "Yhtäkään kuumaa Jupiteria ei ollut havaittu avoimissa tähtijoukoissa ennen kuin muutama vuosi sitten. Kolmessa vuodessa oletusarvo on siirtynyt tällaisten planeettojen täydellisestä puuttumisesta niiden ylijäämään!"

Lisähuomiot

[1] Osa alkuperäisen 88 tähden valikoimasta osoittautui kaksoistähdiksi tai muista syistä sopimattomiksi tähän tutkimukseen. Tämä uusi tutkimusjulkaisu keskittyy 66 tähden osajoukkoon.

[2] Vaikka tähtijoukko Messier 67 yhä on kasassa, Aurinkoa sen varhaisina vuosina mahdollisesti ympäröinyt tähtijoukko on hajaantunut kauan sitten jättäen Auringon omilleen.

[3] Tutkimuksessa käytettiin myös Texasissa, Yhdysvalloissa sijaitsevan Hobby-Eberly -teleskoopin suuren resoluution spektrograafin spektrejä sekä ranskalaisen Observatoire de Haute Provence -observatorion SOPHIE-spektrograafin spektrejä.

[4] Ensimmäinen auringonkaltaista tähteä, 51 Pegasi b, kiertänyt eksoplaneetta oli myös kuuma Jupiter. Tämä oli tuolloin yllättävää, sillä monet tähtitieteilijät olivat olettaneet, että muut planeettajärjestelmät olisivat luultavasti aurinkokunnan kaltaisia ja niiden massiivisemmat planeetat olisivat kauempana emotähdestään.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Search for giant planets in M67 III: excess of Hot Jupiters in dense open clusters”, jonka kirjoittivat A. Brucalassi et al. Tutkimusjulkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Astronomy & Astrophysics.

Tutkimusryhmään kuuluvat A. Brucalassi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germany; University Observatory Munich, Germany), L. Pasquini (ESO, Garching, Germany), R. Saglia (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germany; University Observatory Munich, Germany), M.T. Ruiz (Universidad de Chile, Santiago, Chile), P. Bonifacio (GEPI, Observatoire de Paris, CNRS, Univ. Paris Diderot, Meudon, France), I. Leão (ESO, Garching, Germany; Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brazil), B.L. Canto Martins (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brazil), J.R. de Medeiros (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brazil), L. R. Bedin (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italy) , K. Biazzo (INAF-Osservatorio Astronomico di Catania, Catania, Italy), C. Melo (ESO, Santiago, Chile), C. Lovis (Observatoire de Geneve, Sauverny, Switzerland) and S. Randich (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Italy).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Lehdistötiedote aikaisemmista Messier 67 -tuloksista
• Valokuvia HARPS:ista
• Valokuvia La Sillasta

Yhteystiedot

Anna Brucalassi
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 30000 3022
Sähköposti: abrucala@mpe.mpg.de

Luca Pasquini
ESO
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6792
Sähköposti: lpasquin@eso.org

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Hannelore Hämmerle
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 30 000 3980
Sähköposti: hhaemmerle@mpa-garching.mpg.de

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media